Autonomous Learning of Bipedal Walking Stabilization
双足行走稳定的自主学习
基本信息
- 批准号:269319994
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2014
- 资助国家:德国
- 起止时间:2013-12-31 至 2019-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Humanoid robots, robots with a human-like body plan, enjoy increasing popularity as research platform, because they have the potential to be universal robots that can perform a large variety of tasks in environments that are designed to suit human needs.It is, however, a big challenge to replicate the efficiency, robustness, and grace of the natural human gait. Bipedal walkers are inherently unstable and difficult to control. In the first funding period of the Priority Programme Autonomous Learning, we developed a novel, closed-loop control approach for bipedal walking in the presence of large disturbances. Our capture step controller is able to absorb disturbances that can occur from any direction and at any time during a step and returns the robot to the desired walking velocity within one or two steps. To make the first capture step even more effective, we developed a method to learn in an online fashion a non-parametric model describing deviations from the point-mass model - from a small number of observations of residual energy after taking capture steps. For the second funding period of the SPP, we propose to investigate more advanced push recovery strategies that go beyond capture steps, i.e., using the rotational inertia of the torso to complement capture steps with balance-restoring torque. Furthermore, we propose the development of methods for online adaptation of steps to visually perceived constraints on foot placement. Again, parameters of our balance controllers will be learned online in a non-parametric way and the larger state-action space will be explored autonomously. These developments will extend the applicability of our balance control methods to restricted environments with constraints on foot placement, and also maintain balance in situations well beyond the limits of existing push recovery approaches.
人形机器人,具有类似人的身体计划的机器人,作为研究平台越来越受欢迎,因为它们有潜力成为通用机器人,可以在适合人类需求的环境中执行各种各样的任务。然而,复制人类自然步态的效率、健壮性和优雅性是一个巨大的挑战。两足行走者天生就不稳定,难以控制。在优先计划自主学习的第一个资助期,我们开发了一种新颖的闭环控制方法,用于存在大干扰的双足行走。我们的捕获步进控制器能够吸收在一步中任何方向和任何时间发生的干扰,并在一到两步内使机器人恢复到所需的行走速度。为了使第一个捕获步骤更加有效,我们开发了一种方法,以在线方式学习描述与点质量模型偏差的非参数模型-从采取捕获步骤后的少量剩余能量观测中。对于SPP的第二个资助期,我们建议研究超越捕获步骤的更先进的推力恢复策略,即利用躯干的旋转惯性来补充捕获步骤和平衡恢复扭矩。此外,我们建议开发在线调整步骤的方法,以适应视觉感知的足部放置限制。同样,我们的平衡控制器的参数将以非参数的方式在线学习,更大的状态-作用空间将被自主探索。这些发展将扩展我们的平衡控制方法的适用性,以限制足部放置的受限环境,并保持平衡的情况远远超出了现有的推恢复方法的限制。
项目成果
期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Capture Steps: Robust Walking for Humanoid Robots
捕捉步骤:人形机器人的稳健行走
- DOI:10.1142/s0219843619500324
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Missura;Bennewitz;Behnke
- 通讯作者:Behnke
NimbRo-OP2: Grown-up 3D printed open humanoid platform for research
NimbRo-OP2:成熟的 3D 打印开放式人形研究平台
- DOI:10.1109/humanoids.2017.8246944
- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Allgeuer;Farazi;Behnke
- 通讯作者:Behnke
Fast Whole-Body Motion Control of Humanoid Robots with Inertia Constraints
具有惯性约束的仿人机器人快速全身运动控制
- DOI:10.1109/icra40945.2020.9197322
- 发表时间:2020
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Behnke
- 通讯作者:Behnke
Bipedal Walking with Corrective Actions in the Tilt Phase Space
倾斜阶段空间中具有纠正动作的双足行走
- DOI:10.1109/humanoids.2018.8624957
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Allgeuer;Behnke
- 通讯作者:Behnke
Online Balanced Motion Generation for Humanoid Robots
人形机器人在线平衡运动生成
- DOI:10.1109/humanoids.2018.8624945
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Behnke
- 通讯作者:Behnke
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr. Sven Behnke其他文献
Professor Dr. Sven Behnke的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr. Sven Behnke', 18)}}的其他基金
Anticipative Human-Robot Collaboration (P8)
预期人机协作 (P8)
- 批准号:
332518894 - 财政年份:2017
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Units
Advancing structural-functional modelling of root growth and root-soilinteractions based on automatic reconstruction of root systems fromMRI
基于 MRI 根系自动重建,推进根系生长和根系-土壤相互作用的结构功能建模
- 批准号:
274830790 - 财政年份:2015
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Autonomous Active Object Learning Through Robot Manipulation
通过机器人操作进行自主主动对象学习
- 批准号:
260307391 - 财政年份:2014
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Entwicklung und Offenlegung der Hard- und Software eines humanoiden Fußballroboters für die RoboCup TeenSize-Klasse
为 RoboCup TeenSize 类别开发并公开人形足球机器人的硬件和软件
- 批准号:
216037009 - 财政年份:2012
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants (Transfer Project)
Autonomous Navigation for Object Capture with Multicopters
使用多旋翼飞行器进行物体捕捉的自主导航
- 批准号:
200548633 - 财政年份:2011
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Units
Autonomous Learning of Bipedal Walking Stabilization
双足行走稳定的自主学习
- 批准号:
200503895 - 财政年份:2011
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Priority Programmes
Local Perception for the Autonomous Navigation of Multicopters
多旋翼飞行器自主导航的局部感知
- 批准号:
200547885 - 财政年份:2011
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Units
Humanoide Fußballroboter für die RoboCup KidSize-Liga
RoboCup KidSize 联赛的人形足球机器人
- 批准号:
18263695 - 财政年份:2005
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
相似国自然基金
Scalable Learning and Optimization: High-dimensional Models and Online Decision-Making Strategies for Big Data Analysis
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:万元
- 项目类别:合作创新研究团队
Understanding structural evolution of galaxies with machine learning
- 批准号:n/a
- 批准年份:2022
- 资助金额:10.0 万元
- 项目类别:省市级项目
煤矿安全人机混合群智感知任务的约束动态多目标Q-learning进化分配
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于领弹失效考量的智能弹药编队短时在线Q-learning协同控制机理
- 批准号:62003314
- 批准年份:2020
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
集成上下文张量分解的e-learning资源推荐方法研究
- 批准号:61902016
- 批准年份:2019
- 资助金额:24.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
具有时序迁移能力的Spiking-Transfer learning (脉冲-迁移学习)方法研究
- 批准号:61806040
- 批准年份:2018
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
基于Deep-learning的三江源区冰川监测动态识别技术研究
- 批准号:51769027
- 批准年份:2017
- 资助金额:38.0 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
具有时序处理能力的Spiking-Deep Learning(脉冲深度学习)方法研究
- 批准号:61573081
- 批准年份:2015
- 资助金额:64.0 万元
- 项目类别:面上项目
基于有向超图的大型个性化e-learning学习过程模型的自动生成与优化
- 批准号:61572533
- 批准年份:2015
- 资助金额:66.0 万元
- 项目类别:面上项目
E-Learning中学习者情感补偿方法的研究
- 批准号:61402392
- 批准年份:2014
- 资助金额:26.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
TRUST2 - Improving TRUST in artificial intelligence and machine learning for critical building management
TRUST2 - 提高关键建筑管理的人工智能和机器学习的信任度
- 批准号:
10093095 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Collaborative R&D
6G Goal-Oriented AI-enabled Learning and Semantic Communication Networks (6G Goals)
6G目标导向的人工智能学习和语义通信网络(6G目标)
- 批准号:
10110118 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
EU-Funded
Quantum Machine Learning for Financial Data Streams
金融数据流的量子机器学习
- 批准号:
10073285 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Feasibility Studies
Explainable machine learning for electrification of everything
可解释的机器学习,实现万物电气化
- 批准号:
LP230100439 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Linkage Projects
Learning to Reason in Reinforcement Learning
在强化学习中学习推理
- 批准号:
DP240103278 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Projects
Learning how we learn: linking inhibitory brain circuits to motor learning
了解我们如何学习:将抑制性大脑回路与运动学习联系起来
- 批准号:
DE240100201 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Early Career Researcher Award
Trustworthy Hypothesis Transfer Learning
可信假设迁移学习
- 批准号:
DE240101089 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Discovery Early Career Researcher Award
Developing and Visualising a Retrieval-Augmented Deep Learning Model for Population Health Management
开发和可视化用于人口健康管理的检索增强深度学习模型
- 批准号:
2905946 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Studentship
DMS-EPSRC: Asymptotic Analysis of Online Training Algorithms in Machine Learning: Recurrent, Graphical, and Deep Neural Networks
DMS-EPSRC:机器学习中在线训练算法的渐近分析:循环、图形和深度神经网络
- 批准号:
EP/Y029089/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grant
Machine Learning for Computational Water Treatment
用于计算水处理的机器学习
- 批准号:
EP/X033244/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grant